DE60035966T2 - METHOD OF MANUFACTURING AN ACOUSTIC SURFACE WAVE DEVICE - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING AN ACOUSTIC SURFACE WAVE DEVICE Download PDFInfo
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Description
GEBIET DER TECHNIKFIELD OF TECHNOLOGY
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberflächenwellenvorrichtung, die mit tragbaren Telefonen, Autotelefonen, Radioausrüstungen usw. benutzt wird, und ein Herstellungsverfahren dazu.The The present invention relates to a surface acoustic wave device which with portable phones, car phones, radio equipment etc., and a manufacturing method thereto.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIKGENERAL PRIOR ART
Oberflächenwellenvorrichtungen, d.h. Oberflächenwellenfilter und Oberflächenwellenresonatoren werden nun vermehrt als Ersatzfilter für dielektrische Filter in Hochfrequenzteilen von tragbaren Telefonen usw. benutzt. Manche Gründe dafür bestehen darin, dass die Oberflächenwellenfilter eine kleinere Vorrichtungsgröße aufweisen als dielektrische Filter und bessere elektrische Eigenschaften auf derselben Vorrichtungsgrößenbasis.Surface acoustic wave devices, i.e. Surface acoustic wave filter and surface acoustic wave resonators are now increasingly used as replacement filters for dielectric filters in high-frequency parts used by portable phones and so on. Some reasons for this are that the Surface acoustic wave filter have a smaller device size as dielectric filters and better electrical properties same device size base.
Die Oberflächenwellenvorrichtung umfasst ein piezoelektrisches Substrat, das aus Lithiumniobat, Lithiumtantalat oder dergleichen gebildet ist, und verschiedene Elektroden, wie etwa Interdigitalwandler (IDW) und Reflektoren, die auf der Oberfläche des Substrats gebildet sind. Für die Elektroden der Oberflächenwellenvorrichtung werden gewöhnlich Al oder Al-Legierungen (z.B. Al-Cu) benutzt. Al und Al-Legierungen sind jedoch in einer Umgebung mit einer hohen Luftfeuchtigkeit für Korrosion anfällig, was sonst Brüche in den Elektroden verursacht oder Korrosionsprodukte erbringt, wobei dies möglicherweise in einer Verschlechterung der Filterleistung resultiert. In einem Verfahren, das bisher benutzt wurde, um die Verschlechterung der Filterleistung aufgrund von Elektrodenkorrosion zu verhindern, werden die Elektroden in einem keramischen Gehäuse luftdicht verschlossen, um diese vor der Umwelt zu schützen.The Surface acoustic wave device includes a piezoelectric substrate made of lithium niobate, lithium tantalate or the like, and various electrodes, such as about interdigital transducers (IDW) and reflectors that are on the surface of the substrate are formed. For the electrodes of the surface acoustic wave device become ordinary Al or Al alloys (e.g., Al-Cu) are used. Al and Al alloys are however, in a high humidity environment for corrosion susceptible, what else breaks caused in the electrodes or provides corrosion products, wherein this may be resulting in a deterioration of the filter performance. In one Method that has been used to date for the deterioration of Filter performance due to prevent electrode corrosion, be the electrodes are hermetically sealed in a ceramic housing, to protect them from the environment.
Beim Verfahren zur Verhinderung von Elektrodenkorrosion durch das luftdichte Verschließen der Elektroden im keramischen Gehäuse kommen jedoch höchstwahrscheinlich sehr kleine hermetische Brüche vor. Aus diesem Grund muss ein zusätzlicher Schritt des Inspizierens des Grades an Luftdichte nach dem Verschließen des Gehäuses bereitgestellt werden. Dieser Inspizierungsschritt ist ein Faktor beim Anstieg der Herstellungskosten. Im Hinblick auf die Reduzierung der Herstellungskosten wird dem teuren keramischen Gehäuse ein Harzgehäuse vorgezogen. Das Harzgehäuse ist jedoch hinsichtlich der Nassbeständigkeit schlechter als das keramische Gehäuse.At the Method of preventing electrode corrosion by airtight Closing the Electrodes in the ceramic housing but most likely very small hermetic breaks in front. Because of this, there must be an extra step of inspecting the degree of air density after closing the housing are provided. This inspection step is a factor in increasing the manufacturing cost. In terms of reducing the manufacturing cost is the expensive ceramic housing a resin case preferred. The resin case however, is worse in wet resistance than this ceramic housing.
Aus dem Stand der Technik ist auch ein Verfahren zur Verhinderung der IDW-Korrosion durch das Abdecken der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats bekannt, wobei auf diesem unter Benutzung eines dünnen Films ein IDW gebildet wird.Out The prior art is also a method for preventing the IDW corrosion by covering the surface of the piezoelectric substrate known, wherein on this using a thin film an IDW is formed.
Aus den nachfolgenden Veröffentlichungen sind auch gewisse Oberflächenwellenvorrichtungen bekannt, wobei ein dünner Film auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden vorgesehen sind, gebildet ist, wenn auch nicht zwecks Verhinderung von Elektrodenkorrosion.Out the following publications are also certain surface acoustic wave devices are known, being a thinner Film on the surface of a piezoelectric substrate on which electrodes are provided is formed, although not to prevent electrode corrosion.
Das
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Wie
eingangs erläutert,
ist bekannt, dass die Oberfläche
des piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden gebildet sind,
mit verschiedenen dünnen Filmen
versehen wird. Jedoch bewirkt, wie in der vorhergehend erwähnten
Wenn
der dünne
Film, der auf der Oberfläche des
Substrats, auf dem Elektroden gebildet sind, vorgesehen ist, ein
dielektrischer Film ist, geschieht aufgrund von Kurzschlüssen ebenfalls
ein gewisser Grad an Leistungsabfall, wenn auch nicht so bedeutend
wie im Falle eines Metallfilms. Wie aus dem vorhergehend erwähnten
Angesichts derartiger Situationen, wie sie oben erwähnt wurden, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Oberflächenwellenvorrichtung, die Elektroden umfasst, welche aus Al oder einer Al- Legierung gebildet sind, wobei die Nassbeständigkeit davon verbessert wird, ohne dass ihre elektrischen Eigenschaften negativ beeinflusst werden.in view of Such situations, as mentioned above, have a purpose the present invention in the provision of a surface acoustic wave device, includes the electrodes formed of Al or an Al alloy are, with the wet resistance it is improved without losing its electrical properties be negatively influenced.
Die vorhergehend erwähnte Aufgabe ist durch die Erfindung, wie in den angehängten Ansprüchen definiert, erreichbar.The previously mentioned The object is achieved by the invention as defined in the appended claims, reachable.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGBEST MODE TO PERFORM THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung stellt eine Oberflächenwellenvorrichtung dar, umfassend einen Interdigitalwandler (IDW), der sich aus Al oder einer Al-Legierung oder dem IDW und einer Reflektorelektrode zusammensetzt, wobei eine Metalloxidschicht derart bereitgestellt ist, dass sie mindestens die Elektroden abdeckt.The The present invention is a surface wave device. comprising an interdigital transducer (IDW) made of Al or an Al alloy or the IDW and a reflector electrode, wherein a Metal oxide layer is provided such that it at least covers the electrodes.
Wie oben erläutert, ist auf dem Stand der Technik eine Oberflächenwellenvorrichtung, umfassend eine Metalloxidschicht, die auf der Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet ist, auf dem Elektroden vorgesehen sind, bekannt. Im Gegensatz zur Metalloxidschicht in einer herkömmlichen Oberflächenwellenvorrichtung ist jedoch die Metalloxidschicht nach der vorliegenden Erfindung ein dünner Film, der keinen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung hat. Die Metalloxidschicht, die bereitgestellt ist, um die Oberfläche des piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden vorgesehen sind, abzudecken, hat, wenn sie dick ist, einen negativen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung. Zum Beispiel wird ein Metalloxid im Allgemeinen als Isoliermaterial gehandhabt. Eine Zunahme der Dicke der Metalloxidschicht bewirkt jedoch, dass ihr elektrischer Widerstand sinkt und verursacht somit einen Kurzschluss zwischen den Elektroden. Daher verschlechtert sich der Einfügungsverlust der Oberflächenwellenvorrichtung. Bei der Oberflächenwellenvorrichtung wird zum Beispiel eine ZnO-Schicht oftmals als piezoelektrischer Film zwischen dem piezoelektrischen Substrat und den Elektroden gebildet. Der elektrische Widerstand der ZnO-Schicht wird durch Li-Dotieren usw. verstärkt. Infolge der ersten bis vierten Experimente, die unmittelbar nachfolgend gegeben sind, und Studien darüber, haben die Erfinder nun festgestellt, dass es beim Abdecken der Oberfläche des piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden bereitgestellt sind, mit einer sehr dünnen Metalloxidschicht, möglich ist, eine deutliche Verbesserung der Nassbeständigkeit der Elektroden zu erreichen (der Widerstand der Elektroden gegenüber Korrosion durch Feuchtigkeit), ohne dabei einen negativen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung zu haben.As explained above In the prior art, a surface acoustic wave device comprising a metal oxide layer on the surface of a piezoelectric Substrate is formed, are provided on the electrodes, known. In contrast to the metal oxide layer in a conventional surface acoustic wave device however, the metal oxide layer of the present invention is one thinner Film that does not affect the electrical properties of the film Surface acoustic wave device Has. The metal oxide layer that is provided to the surface of the piezoelectric substrate on which electrodes are provided Cover, if thick, has a negative impact on the electrical characteristics of the surface acoustic wave device. To the For example, a metal oxide is generally used as an insulating material handled. An increase in the thickness of the metal oxide layer causes however, that their electrical resistance drops and thus causes a short circuit between the electrodes. Therefore, it deteriorates the insertion loss the surface wave device. In the surface wave device For example, a ZnO layer is often called piezoelectric Film between the piezoelectric substrate and the electrodes educated. The electrical resistance of the ZnO layer is through Li doping, etc. reinforced. As a result the first to fourth experiments, immediately following given, and studies about it, The inventors have now discovered that it is when covering the surface of the piezoelectric substrate on which electrodes are provided with a very thin one Metal oxide layer, possible is to significantly improve the wet resistance of the electrodes too reach (the resistance of the electrodes to corrosion by moisture), without doing a negative impact on the electrical properties the surface wave device to have.
Im folgenden Vorgang wurde eine Oberflächenwellenvorrichtungsprobe, die für das erste Experiment benutzt wurde, angefertigt.in the the following procedure became a surface acoustic wave device test, the for the first experiment was used.
Für das piezoelektrische Substrat wurde mit der Verbreitung von Oberflächenwellen, die in die x-Richtung vorgegeben waren, ein um 36° gedrehtes Y-Schnitt-Lithiumtantalat benutzt. Zur Elektrodenbildung wurde mittels Zerstäubung ein Al-0,5 Gew.-%-Cu-Legierungsfilm mit einer Dicke von 150 nm gebildet. Danach wurde der Legierungsfilm mittels Fotolithografie und Trockenätzen konfiguriert, um für einen Oberflächenwellenresonator, der auf beiden Außenseiten eines IDW Reflektorelektroden aufweist, ein Elektrodenmuster zu bilden. Dieser Oberflächenwellenresonator weist eine Resonatorfrequenz von ungefähr 1,6 GHz auf.For the piezoelectric Substrate was associated with the proliferation of surface waves in the x-direction were used, a 36 ° rotated Y-cut lithium tantalate used. For electrode formation, an Al-0.5 wt% Cu alloy film was sputtered formed with a thickness of 150 nm. After that, the alloy film became configured by photolithography and dry etching for a surface acoustic wave on both outer sides of IDW reflector electrodes, an electrode pattern form. This surface wave resonator has a resonator frequency of about 1.6 GHz.
Danach wurde durch Zerstäubung über die gesamte Oberfläche des piezoelektrischen Substrats, auf dem die Elektroden vorgesehen waren, eine Metall-Cr-Schicht gebildet. Dann wurde die Anordnung bei 250°C 2 Stunden lang in einer Sauerstoffatmosphäre thermisch behandelt, um die Metall-Cr-Schicht in eine Cr-Oxidschicht zu oxidieren, wodurch eine Oberflächenwellenprobe erhalten wurde. Zum Vergleich wurde eine weitere Probe auf dieselbe Weise angefertigt, mit der Ausnahme, dass keine Cr-Oxidschicht bereitgestellt wurde.After that was through atomization over the entire surface of the piezoelectric substrate on which the electrodes are provided were formed, a metal Cr layer. Then the arrangement became at 250 ° C Thermally treated in an oxygen atmosphere for 2 hours to to oxidize the metal Cr layer into a Cr oxide layer a surface wave sample was obtained. For comparison, another sample was on the same Manner prepared, except that no Cr oxide layer provided has been.
Jede
der Proben, die auf diese Weise angefertigt wurden, wurde auf Resonanzfrequenz
fr und Antiresonanzfrequenz fa gemessen, um den Unterschied (fr-fa)
zwischen ihnen herauszufinden. Dann wurde der Unterschied zwischen
dem Unterschied (fr-fa) der Probe und dem Bezugsunterschied (fr-fa) der
Probe mit keiner Cr-Oxidschicht gefunden. In
Unter
Bezugnahme auf
Nun wird vom zweiten Experiment berichtet, das durchgeführt wurde, um die Struktur einer Metalloxidschicht, die dünn genug ist, um keinen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung zu haben, genau zu betrachten.Now is reported from the second experiment that was conducted around the structure of a metal oxide layer that is thin enough to have no effect on to have the electrical characteristics of the surface acoustic wave device, to look closely.
Im
zweiten Experiment wurden die Metall-Cr-Schichten mit unterschiedlichen
Dicken, wie im ersten Experiment, durch Zerstäubung auf um 36° gedrehten
Y-Schnitt-Lithiumtantalatsubstraten
gebildet. Es wurde der Widerstand jeder Metall-Cr-Schicht gemessen,
um das Produkt des Widerstands und seiner Dicke zu erhalten.
Wie
aus
Aus
den in
Nun wird vom dritten Experiment berichtet, das durchgeführt wurde, um spezifisch die Beschaffenheit der Metall-Cr-Oxidschicht und der Cr-Oxidschicht, erhalten durch die Oxidierung der Metall-Cr-Schicht, zu betrachten.Now is reported from the third experiment that was conducted to specifically the nature of the metal Cr oxide layer and the Cr oxide layer obtained by the oxidation of the metal Cr layer, consider.
Im
dritten Experiment wurde zunächst
die Oberfläche
eines piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden vorgesehen
sind, mit einer Metall-Cr-Schicht abgedeckt, wie im ersten Experiment, mit
der Ausnahme, dass die Dicke der Metall-Cr-Schicht 0,85 nm betrug.
Dann wurde durch Zerstäubung
eine Al-Schicht derart bereitgestellt, um die Metall-Cr-Schicht
abzudecken, um eine Probe zur Beobachtung ihrer Struktur im Schnitt
anzufertigen. Es sei hier bemerkt, dass die Al-Schicht bereitgestellt
wurde, um die Oberfläche
der Metall-Cr-Schicht in einem festen Zustand zu behalten, damit
der Schnitt der Metall-Cr-Schicht
leicht beobachtet werden konnte. Nachdem die Probe zugeschnitten
war, wurde die Metall-Cr-Schicht, die zwischen die Elektroden und
die Al-Schicht geschoben wurde, unter einem Transmissions-Elektronenmikroskop
beobachtet. Daraus ergab sich, dass die Metall-Cr-Schicht in Form
eines diskontinuierlichen Films vorlag, wie in
Nach
der Bildung der Metall-Cr-Schicht wurde eine weitere Probe, wie
im Falle der vorhergehend erwähnten
Probe, zur Beobachtung der Struktur im Schnitt erhalten, mit der
Ausnahme, dass eine Cr-Oxidschicht durch die Oxidierung der Metall-Cr-Schicht
in denselben Bedingungen wie im ersten Experiment gebildet wurde.
Nachdem diese Probe zugeschnitten war, wurde die Cr-Oxidschicht,
die zwischen die Elektroden und die Al-Schicht geschoben wurde,
unter einem Transmissions-Elektronenmikroskop beobachtet. Daraus
ergab sich, dass die Cr-Oxidschicht in Form eines kontinuierlichen
Films vorlag, wie in
Aus den Ergebnissen des dritten Experiments ist offensichtlich, dass sich durch die Oxidierung der Metall-Cr-Schicht der Film von einer diskontinuierlichen zu einer kontinuierlichen Form auf den Elektroden ändert.Out It is obvious from the results of the third experiment that By the oxidation of the metal Cr layer of the film of a discontinuous to a continuous shape on the electrodes changes.
Natürlich ist dies ein mageblicher Grund dafür, wie in der vorliegenden Erfindung eine stark verbesserte Nassbeständigkeit erhalten werden kann.of course is this is a major reason for as in the present invention greatly improved wet resistance can be obtained.
Im dritten Experiment konnte nicht nachgeprüft werden, ob die Metall-Cr-Schicht auf dem piezoelektrischen Substrat durch Oxidierung zu einem kontinuierlichen Film geändert wurde oder nicht. Ausgehend von der Tatsache, dass im ersten Experiment keine wesentliche Änderung der elektrischen Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung mit einer Cr-Oxidschicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger geschah, und zwar der Tatsache, dass die Isolierung zwischen den positiven und negativen IDW-Elektroden beibehalten wurde, ist es jedoch sehr wahrscheinlich, dass die Metall-Cr-Schicht auf dem piezoelektrischen Substrat nach der Oxidierung immer noch in Form eines diskontinuierlichen Films vorliegt.in the third experiment could not be verified, whether the metal Cr layer on the piezoelectric substrate by oxidation to a continuous Movie changed was or not. Starting from the fact that in the first experiment no significant change the electrical properties of the surface acoustic wave device with a Cr oxide layer with a thickness of 2 nm or less, namely the fact that isolation between the positive and negative IDW electrodes However, it is very likely that the metal Cr layer on the piezoelectric substrate after oxidation still in the form of a discontinuous film.
Nun wird vom vierten Experiment berichtet, das durchgeführt wurde, um die Wirkung der Cr-Oxidschicht als Schutzschicht genau zu betrachten.Now is reported from the fourth experiment that was conducted to look closely at the effect of the Cr oxide layer as a protective layer.
Im vierten Experiment wurden die Elektroden wie im ersten Experiment auf einem piezoelektrischen Substrat gebildet. Jedoch war das Elektrodenmuster, das benutzt wurde, ein Filtermuster mit einem kettenverbundenen Oberflächenwellenresonator. Dieses Filtermuster ist für das European Portable Telephone DCS1800 System konzipiert worden.in the fourth experiment, the electrodes were as in the first experiment formed on a piezoelectric substrate. However, the electrode pattern was that was used, a filter pattern with a chain-linked one SAW resonator. This filter pattern is for The European Portable Telephone DCS1800 System has been designed.
Danach wurde durch Zerstäubung über die gesamte Oberfläche des piezoelektrischen Substrats, auf dem Elektroden gebildet waren, eine Metall-Cr-Schicht zu drei Dicken, etwa 0,4 nm, 0,7 nm und 1,5 nm, gebildet.After that was through atomization over the entire surface the piezoelectric substrate on which electrodes were formed a metal Cr layer of three thicknesses, about 0.4 nm, 0.7 nm and 1.5 nm, formed.
Schließlich wurde die Cr-Schicht wie im ersten Experiment oxidiert, um eine Oberflächenwellenprobe zu erhalten. Zum Vergleich wurde eine weitere Probe wie oben erwähnt angefertigt, mit der Ausnahme, dass keine Cr-Oxidschicht bereitgestellt wurde.Finally became the Cr layer oxidized as in the first experiment to form a surface wave sample to obtain. For comparison, another sample was prepared as mentioned above, with the exception that no Cr oxide layer was provided.
Jede Probe wurde in ein keramisches Gehäuse gegeben, an welches der IDW mittels Drahtbonden angeschlossen wurde. Zu diesem Zweck wurde das Prüfen auf Luftdichte vorher mittels einer Blasenverlustmethode (bubble leakage) durchgeführt, um lediglich jene Gehäuse auszusortieren, die einen Verlust aufweisen. Das keramische Gehäuse wurde in einem Thermohygrostat bei einer Temperatur von 60°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90% stehen gelassen, um die Nutzungsdauer der Nassbeständigkeit zu schätzen. Der zu überprüfende Punkt war eine zeitliche Veränderung der Mittenfrequenz f0 des Oberflächenwellenfilters.each Sample was placed in a ceramic housing to which the IDW was connected by wire bonding. For this purpose was the testing to air density beforehand by means of a bubble loss method (bubble leakage), only those cases to sort out that have a loss. The ceramic housing was in a thermo-hygrostat at a temperature of 60 ° C and a Relative humidity of 90% allowed to stand for the useful life the wet resistance appreciate. The point to be checked was a change over time the center frequency f0 of the surface acoustic wave filter.
Die
Beziehungen zwischen der Stehzeit und der Menge an Änderung
der Mittenfrequenz, Δf0,
der jeweiligen Proben sind in
In
Es sei bemerkt, dass Vorhergehendes das Ergebnis der Proben ist, die eine Cr-Oxidschicht aufweisen, die im Dickenbereich von 0,4 bis 1,5 nm liegen. Die Studien der Erfinder zeigen jedoch, dass wenn die Metalloxidschicht eine Dicke von vorzugsweise 0,1 nm oder mehr und noch bevorzugter 0,2 nm oder mehr aufweist, diese dann auch als Schutzschicht funktionieren kann. Wenn die Metalloxidschicht eine Dicke von 2 nm oder weniger aufweist, wie oben erwähnt, dann gibt es keinen wesentlichen negativen Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften. Daher ist es vorzuziehen, dass die Metalloxidschicht eine Dicke von 0,1 bis 2 nm aufweist.It It should be noted that the previous is the result of the samples that have a Cr oxide layer in the thickness range of 0.4 to 1.5 nm. However, the studies of the inventors show that if the metal oxide layer has a thickness of preferably 0.1 nm or more and more preferably 0.2 nm or more, then these too can work as a protective layer. When the metal oxide layer has a thickness of 2 nm or less, as mentioned above, then There is no significant negative impact on the electrical Properties. Therefore, it is preferable that the metal oxide layer has a thickness of 0.1 to 2 nm.
Es versteht sich aus den vorhergehenden Experimentergebnissen, dass, wenn eine Oberflächenwellenvorrichtung mit einer Cr-Oxidschicht mit einer gegebenen Dicke in der Form einer Elektroden schützenden Schicht vorgesehen ist, es dann möglich ist, deutliche Verbesserungen an der Nassbeständigkeit der Oberflächenwellenvorrichtung vorzunehmen, ohne dass dabei Einfluss auf die elektrischen Eigenschaften davon genommen wird.It is understood from the previous experiment results that when a surface wave device with a Cr oxide layer of a given thickness in the form of a Protective electrodes Layer is provided, then it is possible to make significant improvements at the wet resistance the surface wave device without affecting the electrical properties it is taken from.
Während in den vorhergehenden Experimenten die Cr-Oxidschicht als Schutzschicht benutzt wurde, versteht es sich, dass hier keine bestimmte Einschränkung auf das Metalloxid, das für die Schutzschicht benutzt wird, gemacht wird. Es ist allerdings vorzuziehen, Oxide von Übergangsmetallen zu benutzen, die nicht Al sind, insbesondere Cr, Fe oder Ni oder Legierungen, die mindestens eines dieser Metalle enthalten, und noch genauer ein Cr-Oxid.While in in previous experiments, the Cr oxide layer was used as a protective layer, It is understood that there is no specific limitation here the metal oxide used for the protective layer is used is made. It is, however preferable to oxides of transition metals too use non-Al, in particular Cr, Fe or Ni or alloys, containing at least one of these metals, and more specifically a Cr oxide.
Es besteht keine bestimmte Einschränkung bezüglich der Bildung der Metalloxidschicht; allerdings ist es vorzuziehen, eine Methode zu benutzen, wobei zuerst eine Metallschicht gebildet und dann oxidiert wird. Zur Metallschichtbildung können Dampfphasen-Wachstumsmethoden wie etwa Zerstäubung und Beschichtung mittels Verdampfung benutzt werden, wobei die Zerstäubungsmethode am meisten bevorzugt wird. Es besteht keine bestimmte Einschränkung bezüglich der Bildung der Metalloxidschicht; allerdings ist es vorzuziehen, eine Methode zu benutzen, wobei die Metallschicht in einer oxidierenden Atmosphäre thermisch behandelt wird. Vorzugsweise wird also zur oxidierenden Atmosphäre Luft oder eine Atmosphäre mit einem größeren Sauerstoff-Partialdruck als Luft (z.B. eine reine Sauerstoffatmosphäre) benutzt. Die Temperatur und Zeit zur thermischen Behandlung kann zweckmäßig bestimmt werden, je nach den verschiedenen Bedingungen, wie etwa dem Partialdruck von Sauerstoff in der Behandlungsatmosphäre und der Zusammensetzung der Metallschicht; es ist jedoch vorzuziehen, aus dem Behandlungstemperaturbereich von 200 bis 270°C und dem Behandlungszeitbereich von 1 bis 10 Stunden eine geeignete Wahl zu treffen. Eine zu niedrige Behandlungstemperatur oder eine zu kurze Behandlungszeit kann die Oxidierung der Metallschicht höchstwahrscheinlich unzulänglich werden lassen, was in einer Verringerung des elektrischen Widerstands zwischen den IDW ausmachenden Elektroden resultiert und daher in einem Anstieg der Verluste der Oberflächenwellenvorrichtung. Andererseits kann eine zu hohe Behandlungstemperatur oder eine zu lange Behandlungszeit möglicherweise zur Oxidierung des IDW führen. In diesem Fall erhöhen sich die Verluste der Oberflächenwellenvorrichtung ebenfalls.It There is no specific restriction regarding the Formation of the metal oxide layer; however, it is preferable to one Method to use, wherein first formed a metal layer and then it is oxidized. For metal layer formation, vapor phase growth methods can be used like atomization and coating by evaporation, using the sputtering method most preferred. There is no specific restriction regarding the Formation of the metal oxide layer; however, it is preferable to one Method to use, wherein the metal layer in an oxidizing the atmosphere is thermally treated. Preferably, therefore, the oxidizing Atmosphere air or an atmosphere with a higher oxygen partial pressure used as air (e.g., a pure oxygen atmosphere). The temperature and time for thermal treatment may be appropriately determined, depending on the various conditions, such as the partial pressure of oxygen in the treatment atmosphere and the composition of the metal layer; it is preferable, however the treatment temperature range of 200 to 270 ° C and the treatment time range from 1 to 10 hours to make a suitable choice. One too low Treatment temperature or too short treatment time, the Oxidation of the metal layer most likely inadequate which results in a reduction in electrical resistance between the IDW forming electrodes results and therefore in an increase in the losses of the surface acoustic wave device. on the other hand may be too high a treatment temperature or too long a treatment time possibly to Oxidizing the IDW lead. In this case increase the losses of the surface wave device also.
Außerdem ist es auch möglich, jedoch nicht Teil der Erfindung, eine Form eines diskontinuierlichen Films Metalloxidschicht mittels einer Zerstäubungsmethode unter Benutzung, zum Beispiel, eines Metalloxidtargets zu bilden. Vorzugsweise sollte in diesem Fall die Metalloxidschicht eine Dicke aufweisen, die derjenigen der Metalloxidschicht entspricht, welche durch die Oxidierung der Metallschicht erhalten wurde. Es sei jedoch bemerkt, dass die Metalloxidschicht nicht in einer Form eines kontinuierlichen Films vorliegt, selbst nicht auf den Elektroden, und daher wird die Wirkung auf Verbesserungen der Nassbeständigkeit der Elektroden gering.Besides that is it also possible not part of the invention, a form of discontinuous Film metal oxide layer using a sputtering method using, for example, to form a metal oxide target. Preferably should in this case, the metal oxide layer has a thickness similar to that corresponding to the metal oxide layer formed by the oxidation of the Metal layer was obtained. It should be noted, however, that the metal oxide layer not in a form of continuous film, itself not on the electrodes, and therefore the effect will be on improvements the wet resistance the electrodes low.
Die Metalloxidschicht wird derart gebildet, dass sie mindestens die Elektroden abdeckt. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, die Bildung der Metalloxidschicht lediglich auf die Nähe der Elektroden zu beschränken. Die vorliegende Erfindung ist besonders für den Fall wirksam, dass eine Metalloxidschicht über den positiven und negativen IDW-Elektroden gebildet wird, da es zwischen diesen zu keinem Kurzschluss kommt. Zur Herstellung von Oberflächenwellenvorrichtungen werden zunächst viele Vorrichtungsmuster gleichzeitig auf einem großflächigen piezoelektrischen Substrat gebildet. Danach wird das piezoelektrische Substrat für jede Vorrichtungseinheit ausgeschnitten, damit in einem einzigen Vorgang viele Vorrichtungen erhalten werden. Somit ist es also möglich, wenn die Metalloxidschicht über der Oberfläche des großflächigen Substrats, auf dem viele Vorrichtungsmuster bereitgestellt sind, gebildet wird und das Substrat anschließend für jede Vorrichtungseinheit ausgeschnitten wird, einen Anstieg der Anzahl Schritte aufgrund der Bereitstellung der Metalloxidschicht zu minimieren. Dies wird besonders bevorzugt.The Metal oxide layer is formed such that it at least the Covers electrodes. However, in the present invention it is not necessary, the formation of the metal oxide layer only on the proximity to restrict the electrodes. The present invention is particularly effective in the case where a Metal oxide layer over the positive and negative IDW electrodes is formed, since there is no short circuit between these. For the production of surface acoustic wave devices first many device patterns simultaneously on a large area piezoelectric Substrate formed. Thereafter, the piezoelectric substrate becomes each device unit Cut out so that in a single operation many devices to be obtained. Thus, it is possible if the metal oxide layer over the surface the large area substrate, on which many device patterns are provided is formed and the substrate subsequently for every Device unit is cut, an increase in the number Minimize steps due to the provision of the metal oxide layer. This is especially preferred.
Die vorliegende Erfindung kann auf jede beliebige Oberflächenwellenvorrichtung angewendet werden, bei der Al oder eine Al-Legierung als Elektrodenmaterial benutzt wird; das heißt, es wird ansonsten keine bestimmte Einschränkung gemacht. Beispielsweise können die Größe der Elektrode, die Muster der Elektrode, die piezoelektrischen, das Substrat ausmachenden Materialien usw. zweckmäßig bestimmt werden. Zum Beispiel kann für die Al-Legierung, die als Elektrodenmaterial benutzt wird, eine geeignete Wahl aus Al-Cu, Al-Ta, Al-Ti, Al-Sc-Cu und Al-W getroffen werden. Bei Elektroden, die Al-Legierungen umfassen, betragen die Inhalte der Zusatzstoffe, die in Al inkorporiert sind, im Allgemeinen 2 Gew.-% oder weniger.The The present invention may be applied to any surface acoustic wave device be applied, in which Al or an Al alloy as the electrode material is used; this means, otherwise no specific restriction is made. For example can the size of the electrode, the patterns of the electrode, the piezoelectric substrate constituting the substrate Materials, etc. appropriately determined become. For example, for the Al alloy used as the electrode material, a suitable choice of Al-Cu, Al-Ta, Al-Ti, Al-Sc-Cu and Al-W are taken. For electrodes, the Include Al alloys, the contents of the additives incorporated in Al are generally 2% by weight or less.
WIRKUNG DER ERFINDUNGEFFECT OF THE INVENTION
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, deutliche Verbesserungen an der Nassbeständigkeit einer Oberflächenwellenvorrichtung mit Elektroden, umfassend Al oder eine Al-Legierung, vorzunehmen. Demzufolge ist es möglich, den Schritt der Inspizierung der Luftdichte, nachdem die Vorrichtung in einem Gehäuse abgedichtet wurde, auszulassen und somit ein kostengünstiges Harzgehäuse zu nutzen, was in bedeutenden Einsparungen bei der Herstellung resultiert. Außerdem besteht selbst bei einer Verbesserung der Nassbeständigkeit der Oberflächenwellenvorrichtung durch die vorliegende Erfindung kein wesentlicher Einfluss auf die Eigenschaften der Oberflächenwellenvorrichtung.According to the present invention, it is possible to make significant improvements in the wet resistance of a surface acoustic wave device with electrodes comprising Al or an Al alloy. As a result, it is possible to carry out the step of inspecting the air density after the device was sealed in a housing to skip and thus use a low-cost resin housing, resulting in significant savings in manufacturing. In addition, even when the wet strength of the surface acoustic wave device is improved by the present invention, there is no significant influence on the characteristics of the surface acoustic wave device.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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